本文關(guān)鍵詞：WEPP模型在北京山區(qū)的適用性評(píng)價(jià)及應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水土流失是世界性的環(huán)境熱點(diǎn)問(wèn)題,水土保持措施通過(guò)改變微地貌,保護(hù)、改良并合理分配水土資源,最終達(dá)到預(yù)防和治理水土流失的目的。目前有關(guān)防治水土流失的工作與研究包括土壤侵蝕預(yù)測(cè)模型的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。本研究以北京山區(qū)延慶縣水土保持科技示范園內(nèi)徑流小區(qū)2001—2009年氣候和坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙常年觀測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),通過(guò)水蝕預(yù)測(cè)WEPP模型,對(duì)模型在北京山區(qū)褐土區(qū)域的適用性進(jìn)行評(píng)價(jià),并結(jié)合模型影響因素分析的結(jié)果,將WEPP模型應(yīng)用到布設(shè)有水土保持措施坡面的水土保持效應(yīng)的模擬與預(yù)測(cè)中。主要研究結(jié)果如下：(1) WEPP模型在北京山區(qū)的適用性評(píng)價(jià)內(nèi)容分為三個(gè)步驟,分別是土壤參數(shù)敏感性分析、土壤參數(shù)率定和率定結(jié)果的驗(yàn)證。在模型數(shù)據(jù)庫(kù)建立的前提下,通過(guò)對(duì)模型土壤參數(shù)進(jìn)行敏感性分析選出對(duì)徑流量和侵蝕量敏感度較高的三個(gè)土壤參數(shù),分別為有效水力傳導(dǎo)系數(shù)、土壤臨界剪切力以及細(xì)溝土壤可蝕性參數(shù)。通過(guò)隨機(jī)選取14場(chǎng)不同雨強(qiáng)降雨,基于降雨數(shù)據(jù)和坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙數(shù)據(jù),采用累積誤差法對(duì)敏感性參數(shù)進(jìn)行率定。對(duì)于率定參數(shù)的結(jié)果,通過(guò)11場(chǎng)降雨數(shù)據(jù)和坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙數(shù)據(jù),借助于納什有效系數(shù)和決定系數(shù)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。參數(shù)率定結(jié)果顯示,有效水力傳導(dǎo)系數(shù)、臨界剪切力和細(xì)溝土壤可蝕性參數(shù)值分別為1.400mm·h-1、1.000 Pa和0.010 s·m-1時(shí)模型模擬結(jié)果較好�；诩{什效率系數(shù)和決定系數(shù)的模型驗(yàn)證結(jié)果表明,模型對(duì)于徑流量的模擬結(jié)果比侵蝕量結(jié)果較好,其納什效率系數(shù)分別為0.731和0.674。(2) WEPP模型由于內(nèi)部涉及參數(shù)較多,因此通過(guò)選取坡長(zhǎng)、降雨、地區(qū)等因素對(duì)模型影響性進(jìn)行分析,可以更好地了解模型模擬效果。對(duì)于坡長(zhǎng)因素對(duì)徑流量和侵蝕量模擬值的影響,通過(guò)選取坡長(zhǎng)分別為10m、15m、20m,其他條件相同的三種徑流小區(qū),對(duì)其場(chǎng)次降雨條件下的坡面徑流量和侵蝕量模擬值和實(shí)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果顯示,徑流量實(shí)測(cè)值和模擬值隨著坡長(zhǎng)的增加而減少,模擬值卻無(wú)變化；侵蝕量實(shí)測(cè)值和模擬值都隨著坡長(zhǎng)的增加而增加。對(duì)于降雨因素的影響程度分析,通過(guò)選取降雨量、降雨歷時(shí)、最大30min雨強(qiáng)等三個(gè)因子,與徑流量和侵蝕量模擬值進(jìn)行相關(guān)性分析和通徑分析。從結(jié)果可以看出,最大30min雨強(qiáng)對(duì)徑流量和侵蝕量的影響最大,其次是降雨量,而降雨歷時(shí)對(duì)坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響可以忽略不計(jì)。從國(guó)內(nèi)5個(gè)不同地區(qū)的模型適用性評(píng)價(jià)和土壤參數(shù)值對(duì)比結(jié)果可以看出,各地區(qū)土壤參數(shù)值基本上符合當(dāng)?shù)氐耐寥捞匦?且各研究中的模型適用性也隨著研究樣本數(shù)和參數(shù)獲取方法等的不同而相互存在一定的差異。(3)基于WEPP模型在北京山區(qū)褐土區(qū)域的適用性評(píng)價(jià)與影響因子分析結(jié)果,將模型應(yīng)用到布設(shè)有水土保持措施坡面的侵蝕量模擬。選取的措施為處于不同坡長(zhǎng)坡面的不同規(guī)格水平條措施和處于不同坡位處的不同覆蓋度草地措施。對(duì)于同一種坡面、不同規(guī)格水平條措施而言,當(dāng)水平條措施的水平段距離與斜坡段距離比為1：1的情況下,土壤侵蝕量隨著水平條數(shù)量的增加先增加再減少,在水平條個(gè)數(shù)為4時(shí)達(dá)到最大值；當(dāng)水平條措施的水平段距離與斜坡段距離比例為1：2的情況下,侵蝕量總體上有隨著水平條個(gè)數(shù)的增加而逐漸增加的趨勢(shì)。對(duì)于不同坡長(zhǎng)同一數(shù)量水平條措施坡面而言,總的來(lái)說(shuō),侵蝕量模擬值有隨著坡長(zhǎng)的增加而增加的趨勢(shì)。對(duì)于不同覆蓋度草地在不同坡位處的布設(shè)情況的結(jié)果,模型模擬結(jié)果顯示,低蓋度草地布設(shè)位置對(duì)土壤侵蝕量的影響較大,當(dāng)?shù)蜕w度草地布設(shè)于坡腳時(shí),坡面侵蝕量模擬值最大,草地措施水土保持效應(yīng)最差。
【關(guān)鍵詞】：WEPP模型 北京山區(qū) 適用性 水土保持措施 徑流量 侵蝕量
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S157
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1. 引言9-16
• 1.1. 研究背景9-10
• 1.2. WEPP模型基本原理及模型結(jié)構(gòu)介紹10-11
• 1.2.1. WEPP模型基本理論10-11
• 1.2.2. WEPP模型結(jié)構(gòu)11
• 1.3. 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展11-15
• 1.3.1. WEPP模型機(jī)理研究12-13
• 1.3.2. WEPP模型的應(yīng)用與評(píng)價(jià)13-15
• 1.4. 研究目的及意義15-16
• 2. 研究區(qū)概況16-18
• 2.1. 自然地理概況16
• 2.2. 氣候條件16-17
• 2.3. 坡面徑流小區(qū)概況17-18
• 3. 研究?jī)?nèi)容及方法18-26
• 3.1. 研究?jī)?nèi)容18-19
• 3.1.1. WEPP模型在北京山區(qū)的適用性評(píng)價(jià)18
• 3.1.2. WEPP模型影響因素分析18-19
• 3.1.3. 水平條措施坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙模擬19
• 3.2. 研究方法19-25
• 3.2.1. 數(shù)據(jù)來(lái)源19
• 3.2.2. 模型數(shù)據(jù)庫(kù)建立19-24
• 3.2.3. 數(shù)據(jù)分析方法與模型評(píng)價(jià)方法24-25
• 3.3. 技術(shù)路線25-26
• 4. WEPP模型在北京山區(qū)的適用性評(píng)價(jià)26-35
• 4.1. 模型參數(shù)的率定26-29
• 4.1.1. 模型參數(shù)敏感性分析26-27
• 4.1.2. 模型土壤參數(shù)的率定27-29
• 4.2. WEPP模型參數(shù)有效性驗(yàn)證29-33
• 4.2.1. 裸地徑流小區(qū)模型驗(yàn)證29
• 4.2.2. 水平條徑流小區(qū)模型驗(yàn)證29-33
• 4.3. 小結(jié)33-35
• 5. WEPP模型影響因素分析35-42
• 5.1. 坡長(zhǎng)因素對(duì)坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙模擬的影響35-36
• 5.2. 降雨因素對(duì)坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響36-39
• 5.2.1. 降雨參數(shù)對(duì)徑流量的影響37-38
• 5.2.2. 降雨參數(shù)對(duì)侵蝕量的影響38-39
• 5.3. 不同地區(qū)土壤參數(shù)值和模型有效性對(duì)比39-40
• 5.4. 小結(jié)40-42
• 6. WEPP模型在坡面水土保持措施的應(yīng)用42-50
• 6.1. 水平條措施坡面配置對(duì)侵蝕量的影響42-46
• 6.1.1. 水平條措施規(guī)格設(shè)置42-43
• 6.1.2. 不同規(guī)格水平條措施坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙43-46
• 6.2. 坡面尺度不同蓋度草地配置對(duì)土壤侵蝕量的影響46-48
• 6.3. 小結(jié)48-50
• 7. 結(jié)論與展望50-53
• 7.1. 結(jié)論50-51
• 7.2. 展望51-53
• 參考文獻(xiàn)53-57
• 個(gè)人簡(jiǎn)介57-58
• 導(dǎo)師簡(jiǎn)介58-59
• 成果目錄清單59-60
• 致謝60

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本文編號(hào)：478658